Kiến Thức Phổ Thông

Một ngôi sao có thể lớn đến mức nào?

Vũ trụ chứa muôn vàn các ngôi sao khổng lồ. Một số chúng rất lớn và có nhiệt độ cực cao, một số khác nhỏ hơn và nhiệt độ thấp hơn. Khi các nhà thiên văn học lần đầu tiên bắt đầu phân loại các ngôi sao, họ đã sử dụng khối lượng như một tiêu chí để phân biệt chúng.

Mặt Trời của chúng ta, ví dụ, được phân loại là “sao lùn vàng khối lượng thấp”. Tuy nhiên, đó cũng là tiêu chuẩn để đánh giá các ngôi sao khác, dựa trên thuật ngữ “khối lượng Mặt Trời”. Những ngôi sao khổng lồ thực sự là lớn gấp nhiều lần khối lượng của Mặt Trời.

Những ngôi sao khác, nhỏ hơn nhiều so với Mặt Trời, có thể bằng một nửa khối lượng Mặt Trời (hoặc ít hơn).

Tìm kiếm những ngôi sao lớn nhất

Tính chất vật lý định nghĩa 1 ngôi sao cho thấy rằng ngôi sao chỉ có 1 dạng duy nhất: Chúng phải rất to lớn và đồ sộ. Nhưng, câu hỏi là, một ngôi sao có thể lớn đến mức nào? Các nhà thiên văn học tìm kiếm cố gắng các ngôi sao “cực lớn” ở hai đầu, có nghĩa là khối lượng chủ yếu của nó tập trung ở hai cực .

Ngôi sao lớn nhất được tìm thấy cho đến nay là “R136a1”, và nó có khối lượng Mặt Trời là 315. (Từ đây, các bạn sẽ hiểu nó nghĩa là ngôi sao đó gấp Mặt Trời về khối lượng là 315 lần).

Có vẻ như khu vực R136, một đám mây tạo sao trong Đám mây Magellan lớn (thiên hà lùn của Dải Ngân Hà) gần đó, đang xuất hiện những ngôi sao mới. LMC (hay là R136), một thiên hà vệ tinh của Dải Ngân Hà, từ lâu đã được các nhà thiên văn học nghiên cứu về sự sản sinh ra các ngôi sao mới.

Nó nổi bật với những ngôi sao mới, nhiệt độ rất cao và có ít nhất 9 ngôi sao trong khu vực R136 có khối lượng lớn hơn 100 khối lượng Mặt Trời.

Và rất nhiều ngôi sao có khối lượng ít nhất gấp 50 lần khối lượng Mặt Trời. Những ngôi sao này không chỉ rất lớn mà còn cực kỳ nóng, sáng. Hầu hết chúng là các dạng “mặt trời” khác.

Chúng cũng phát ra một lượng lớn tia cực tím, thường thấy ở những ngôi sao trẻ và nóng bỏng.

Trong các nghiên cứu qua Kính thiên văn vũ trụ Hubble, các nhà thiên văn học đã nhìn vào những ngôi sao này và cũng nhận thấy rằng một số trong số chúng phóng ra một lượng lớn vật chất.

Trong một số trường hợp, chúng mất 1 khoảng khối lượng tương đương khối lượng vật chất của Trái Đất mỗi tháng, với tốc độ phóng đạt tới 1% tốc độ ánh sáng.

Sự tồn tại của những ngôi sao khổng lồ như vậy đặt ra những câu hỏi về cách chúng hình thành.

Việc chúng tồn tại với số lượng lớn như vậy trong một khu vực nhỏ của thiên hà khiến các nhà thiên văn học tin rằng đám mây sinh ra chúng phải rất giàu các thành phần tạo nên ngôi sao.

Đặc biệt, những đám mây lớn đó rất giàu hydro.

Ngôi sao có khối lượng càng lớn thì càng đoản thọ

Mặc dù những ngôi sao này có khối lượng lớn nhất trong thiên hà gần đó (chỉ có một vài khối lượng trong thiên hà của chúng ta), khối lượng của chúng cũng có nghĩa là chúng sống cuộc sống ngắn hơn so với các ngôi sao nhỏ hơn.

Lý do rất đơn giản: để theo kịp khối lượng xa hoa của chúng, những ngôi sao này cần phải tiêu thụ một lượng nhiên liệu sao đáng kinh ngạc trong lõi của chúng.

Vì mỗi ngôi sao được sinh ra với một khối lượng đặt sẵn, điều này có nghĩa là chúng đi qua nhiên liệu khá nhanh. Ví dụ, Mặt trời sẽ cạn kiệt nhiên liệu hydro của nó sau khoảng 10 tỷ năm sau khi nó được sinh ra (khoảng năm tỷ năm nữa).

Một ngôi sao có khối lượng thấp dùng nhiên liệu của nó chậm hơn rất nhiều và có thể sống hàng tỷ năm sau khi Mặt Trời biến mất.

Một ngôi sao có khối lượng rất lớn, giống như những ngôi sao được tìm thấy ở R136, sẽ cạn kiệt nhiên liệu của nó sau hàng chục triệu năm. So với mặt bằng chung, như vậy là rất ngắn.

Một ngôi sao khổng lồ “chết”, thì đó là 1 cái chết rất vĩ đại

Khi một ngôi sao có khối lượng lớn chết đi, điều đó thực sự rất thảm khốc: nó phát nổ như một Siêu tân tinh. Nó không chỉ là một siêu tân tinh, mà nó còn là một siêu tân tinh khổng lồ. Sẽ có một vụ nổ như thế xảy ra khi ngôi sao Eta Carinae chết, nó là ngôi sao “sắp chết” gần nhất mà các nhà khoa học đánh giá được.

Vụ nổ như vậy xảy ra khi ngôi sao hết nhiên liệu trong lõi và bắt đầu nung chảy sắt. Cần nhiều năng lượng để nung chảy sắt, số năng lượng này nhiều hơn những gì ngôi sao có, vậy nên quá trình hợp hạch (nỏng chảy) dừng lại.

Các lớp bên ngoài của ngôi sao sụp đổ vào lõi và sau đó bật ra, bay ra ngoài không gian.

Những gì còn lại của ngôi sao nén lại để trở thành một sao lùn trắng, hoặc nhiều khả năng là một lỗ đen.

Các ngôi sao trong R136 đang cố gắng tồn tại trong khoản thời gian được “vay mượn”. Chẳng mấy chốc, chúng sẽ bắt đầu nổ tung, thắp sáng thiên hà và phóng, truyền các nguyên tố hóa học được nấu chín trong lõi của nó ra ngoài không gian. “Sao con” đó sẽ trở thành thế hệ sao tiếp theo và thậm chí có thể là các hành tinh có sự sống.

Nghiên cứu những ngôi sao như thế này mang đến cho các nhà thiên văn những hiểu biết to lớn về cách các ngôi sao được hình thành, giai đoạn phát triển và cuối cùng là cái chết của chúng.

Các ngôi sao có khối lượng lớn dường như đóng vai trò của “phòng thí nghiệm vũ trụ”, chỉ một ngôi sao thôi cũng có thể tiết lộ rất nhiều về các ngôi sao khác ở xa hơn nữa.

Tags
Back to top button